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淺談網(wǎng)絡故障排除
排除網(wǎng)絡問題可能很棘手，任何故障排除工作的第一步就是檢查相應網(wǎng)絡部件的統(tǒng)計數(shù)字。然而，如果那些統(tǒng)計數(shù)字表明一切都很好，可是網(wǎng)絡問題依然出現(xiàn)，那么你就只好引入故障排除界的“瑞士軍刀”――數(shù)據(jù)包分析。雖說市面上有好多出色的收費產品可用于分析數(shù)據(jù)包，不過我還是青睞開源工具Wireshark(https://www.wireshark.org/download.html)。
在分析涉及負載均衡系統(tǒng)的問題時，需要解答的第一個問題就是負載均衡系統(tǒng)是不是處于透明模式下。在透明模式下，負載均衡系統(tǒng)會將原始客戶機的IP地址作為源IP地址來傳送。而在非透明模式下，負載均衡系統(tǒng)會使用負載均衡系統(tǒng)的虛擬IP地址(VIP)對服務器請求進行網(wǎng)絡地址轉換(NAT)處理。非透明模式是最常見的實施模式。
現(xiàn)在你準備獲取跟蹤文件。在理想情況下，下圖中的每一個點都會插入分路器(tap)。要是你沒有分路器，可以使用SPAN(交換機端口分析器)或交換機上的鏡像端口來捕獲流量。或者你也可以對防火墻和負載均衡系統(tǒng)的入站和出站端口使用tcpdump命令。關鍵在于同時捕獲所有四個位置的數(shù)據(jù)包，分析來自四個不同有利位置的會話。
你捕獲了數(shù)據(jù)后，必須找到出現(xiàn)在所有四個跟蹤文件中的單一會話。通常，你只要過濾相應的兩個IP地址就可以了。但是記住負載均衡系統(tǒng)在服務器端執(zhí)行NAT，所以過濾客戶機IP地址并不適用于服務器端痕跡。
進入到第4層可以解決這個問題。你可以按照TCP報頭中的序列號進行過濾。不過要小心;Wireshark在默認情況下顯示相對序列號，你到頭來會遇到數(shù)百個序列號為1的數(shù)據(jù)包。關鍵在于關閉TCP參數(shù)選項中的相對序列號。只要只要取消勾選該選項，實際的十進制數(shù)就會顯示，而不是相對會話開始的序列號。一旦你過濾了所有四個痕跡文件中的同一序列號，你在每個文件中應該有一個數(shù)據(jù)包。
如果你的負載均衡系統(tǒng)在NAT端創(chuàng)建自己的數(shù)據(jù)包發(fā)往服務器，棘手問題就來了。序列字段然后不再從頭到尾都一樣。這種場景下使用的最佳字段就是應用層所特有的字段。如果是HTTP，我建議使用Cookie字段;如果是HTTPS，則建議使用Client Hello中的Random Bytes字段。
最后，你面對在多個地方捕獲的單一會話，可以分析其痕跡了。首先，尋找數(shù)據(jù)包丟失現(xiàn)象。在Wireshark的專家分析語言中，那些丟失的數(shù)據(jù)包會被標為“Previous segment not captured”(未捕捉到的先前片段)。這會出現(xiàn)在一個或多個痕跡文件中，但并不出現(xiàn)在所有痕跡文件中。比如說，如果你在防火墻痕跡的出站端(而不是入站端)看到來自服務器的響應，就知道防火墻丟失了數(shù)據(jù)包。
分析數(shù)據(jù)包丟失現(xiàn)象后，檢查TCP握手機制，確保TCP選項在一路當中并沒有被篡改。當沿途中的某個設備創(chuàng)建自己的數(shù)據(jù)包，而不是以透明方式一路傳送時，窗口縮放(windows scaling)和選擇性確認(Selective Acknowledgements)往往會消失。那兩個選項對吞吐量而言很重要，不應該去掉。
在痕跡中要關注的最后一個問題是很高的增量時間(delta time)。如果捕獲了四個不同位置的數(shù)據(jù)，你就真正能夠查看什么東西在添加延遲(要是果真有什么東西的話)。先看一下握手機制。使用同步請求(SYN)與同步響應(SYN/ACK)的間隔時間作為基準�？匆幌码x客戶機最近的防火墻入站端留下的痕跡中的其余請求和響應。
針對那些增量時間為一秒或更長的請求/響應組合，逐步檢查每個痕跡，直到你找到哪個端口在增添延遲為止。是處理器使用激增的防火墻嗎?還是跟蹤NAT表有問題的負載均衡系統(tǒng)?也許是并發(fā)連接數(shù)量太多的服務器。仔細檢查痕跡，可以告訴你哪里有問題，哪里沒有問題。
設置數(shù)據(jù)包捕獲機制可能在網(wǎng)絡滅火行動中會占用寶貴的時間，不過從長遠來看它可以節(jié)省大量的時間。
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